应用于管涌探测的传感器探头的制作方法

1.本实用新型涉及管涌探测设备领域，具体的涉及一种应用于管涌探测的传感器探头。


背景技术：

2.洪涝灾害的最大危害是溃堤，溃堤的主要原因是管涌没有被及时发现。由于早期微管涌很难及时发现，具体位置又难以确定，因此以往采取的对策是大量出动人力，不分昼夜地进行拉网式巡查，或派潜水员水下摸探，进度慢、时间长、效率低，往往难以做到及时、有效地控制险情发展。如何快速、准确探测出管涌等堤坝隐患，一直是防洪抢险的重要课题。
3.人工巡视管涌费时费力且难以发现，目前主要采用堤坝管涌渗漏检测仪对堤坝渗漏管涌入水口进行探测从而发现管涌位置，但是碰到洪涝灾害的恶劣环境时，现有的堤坝管涌渗漏检测仪的传感器探头在水流较急的水下容易倾斜，导致管涌定位精度差、检测准确度不高。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种应用于管涌探测的传感器探头，能够解决现有的传感器探头管涌定位精度差、检测准确度不高的问题。
5.根据本实用新型实施例的一种应用于管涌探测的传感器探头，包括：壳体，所述壳体为竖直的椭圆体结构，所述壳体的顶端的中轴线上设置有线缆接口，所述壳体底端的中轴线上设置有配重棒；线缆，所述线缆的一端与所述线缆接口相连，所述线缆的另一端用于连接堤坝管涌渗漏检测仪；传感器单元，所述传感器单元安装在所述壳体上以用于检测并定位管涌位置；控制板，所述控制板安装在所述壳体内，所述控制板分别与所述线缆接口和所述传感器单元电性连接。
6.根据本实用新型实施例的应用于管涌探测的传感器探头，至少具有如下技术效果：本实用新型实施方式采用竖直的椭圆体结构壳体，基于“浮漂”原理，使探头可以在水中保持直立，通过壳体底部的配重棒避免探头倾斜，保持检测时的稳定，提高检测准确度和管涌定位精度。
7.根据本实用新型的一些实施例，所述线缆为零浮力线缆，所述零浮力线缆内设置有通信线、电源线和信号线。
8.根据本实用新型的一些实施例，所述传感器单元包括扫描声呐成像换能器、水中定位声学发射器和三分量管涌电流异常场测量金属单元，所述水中定位声学发射器和三分量管涌电流异常场测量金属单元安装在所述壳体上，所述扫描声呐成像换能器安装在所述配重棒的底部。
9.根据本实用新型的一些实施例，所述三分量管涌电流异常场测量金属单元包括分
别电性连接控制板的两个x分量管涌电流异常场测量金属片、两个y分量管涌电流异常场测量金属片和两个z分量管涌电流异常场测量金属环；两个所述x分量管涌电流异常场测量金属片分别安装在壳体中间的前端和后端，两个所述y分量管涌电流异常场测量金属片分别安装在壳体中间的两个侧面，所述两个z分量管涌电流异常场测量金属环分别安装在所述壳体的顶端和底端。
10.根据本实用新型的一些实施例，所述传感器单元还包括设置在壳体上的水深测量传感器。
11.根据本实用新型的一些实施例，所述传感器单元还包括设置在所述壳体上的水温测量传感器。
12.根据本实用新型的一些实施例，还包括设置在所述壳体上的灯光驱鱼装置，所述灯光驱鱼装置与所述控制板电性连接。
13.根据本实用新型的一些实施例，所述传感器单元还包括设置在所述壳体下端的超声波触底探测器，所述超声波触底探测器与所述控制板电性连接。
14.根据本实用新型的一些实施例，所述线缆、线缆接口和配重棒皆位于同一轴线上。
15.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
16.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
17.图1为本实用新型实施例中传感器探头的正视图；
18.图2为本实用新型实施例中传感器探头的侧视图；
19.图3为本实用新型实施例中传感器探头的原理框图。
20.附图标号
21.壳体100、配重棒110、线缆200、扫描声呐成像换能器300、水中定位声学发射器400、三分量管涌电流异常场测量金属单元500、x分量管涌电流异常场测量金属片510、y分量管涌电流异常场测量金属片520、z分量管涌电流异常场测量金属环530、水深测量传感器600、灯光驱鱼装置700、超声波触底探测器800。
具体实施方式
22.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
23.在实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
24.在实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大
于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
25.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
26.参考图1，一种应用于管涌探测的传感器探头，包括：壳体100、线缆200、传感器单元和控制板。其中壳体100为竖直的椭圆体结构，控制板安装在壳体100内，壳体100上开设有多个传感器安装孔，传感器单元主要为三分量管涌电流异常场测量金属单元500、扫描声呐成像换能器300、水中定位声学发射器400。三分量管涌电流异常场测量金属单元500、扫描声呐成像换能器300、水中定位声学发射器400皆安装在壳体100上，两端小中间大的椭圆体结构可以使探头在水中保持稳定，壳体100的顶端的中轴线上设置有线缆接口从而连接线缆200，壳体100底端的中轴线上设置有配重棒110，本实施例中配重棒110采用不锈钢棒，通过不锈钢棒进行配重，使壳体100能够平稳下沉并且即使在水流较急的洪水区域也可以保持直立、稳定。其中，本实施例中线缆200为零浮力电缆，包括通信线、电源线和信号线。将零浮力电缆作为脐带线可以进一步提升壳体100在水中的直立稳定性。
27.现有的堤坝管涌渗漏检测仪上的传感器探头上只配置有一对金属片，通过单分量的方式感应水中的电流信号来进行分析判断是否存在管涌，但是这种单分量的检测方式检测精度较低。参考图1和图2，本实施例中采用三分量管涌电流异常场测量金属单元500进行管涌检测，其包括两个x分量管涌电流异常场测量金属片510、两个y分量管涌电流异常场测量金属片520和两个z分量管涌电流异常场测量金属环530；两个x分量管涌电流异常场测量金属片510分别安装在壳体100正中间的前端和后端，两个y分量管涌电流异常场测量金属片520分别安装在壳体100正中间的左端和右端，两个z分量管涌电流异常场测量金属环530分别安装在壳体100的顶端和底端，当然，也可以采用两分量、四分量或者更多分量的检测装置。
28.三分量管涌电流异常场测量金属环工作原理为：发送机通过迎水面和出水口铝片电极构成电流回路，发射伪随机电流信号进入水域，探头的每一对测量分量有一对金属环(或金属片)，用以感应水中的电流信号，感应到的差分信号通过控制板、线缆200进入采集系统进行采集分析，对比单分量的检测装置能够极大的提高检测精度。
29.扫描声呐成像换能器300安装在配重棒110的底部，使传感器探头具备360
°
扫描声呐成像功能；水中定位声学发射器400安装在壳体100的上端，使传感器探头具备水中定位功能，通过水中定位和扫描成像功能可以方便巡防员快速找到管涌位置，提高管涌定位精度。
30.参考图1，为了提高传感器探头的功能性，壳体100上还设置有水深测量传感器600、水温测量传感器、灯光驱鱼装置700和超声波触底探测器800，其中水深测量传感器600和水温测量传感器集成在一起，安装在前端x分量管涌电流异常场测量金属片510上方的壳体100上，灯光驱鱼装置700采用四个，均匀分布在壳体100的下半区域，超声波触底探测器800位于壳体100的底端，水深测量传感器600提供水深检测功能，方便定位管涌所在深度，在已知深度的水浴可以避免探底；水温测量传感器提供水温检测功能，管涌入口位置的水
温与其他区域的水温会有差别，因此通过水温测量传感器也可以其辅助寻找管涌口，提高检测精度。
31.灯光驱鱼装置700通过光照驱散水中的生物，避免检测时受到干扰，超声波触底探测器800可以提供探头触底监测预警功能，避免触碰河床底部，防触底是为了防止数据跳动，因为一旦触底检测数据就会发生很大变化，容易误以为是管涌异常，所以超声波触底探测器800可以间接保证测量精度，避免发生误判。
32.参考图3，控制板与分别与三分量管涌电流异常场测量金属单元500、扫描声呐成像换能器300、水中定位声学发射器400、水深测量传感器600、水温测量传感器、灯光驱鱼装置700和超声波触底探测器800电性连接，然后通过线缆接口连接线缆200，通过线缆200将采集的数据反馈给堤坝管涌渗漏检测仪进行分析，寻找管涌位置。
33.为了进一步提高在水中的平稳度，线缆200、线缆接口、水中定位声学发射器400、配重棒110、x分量管涌电流异常场测量金属片510、扫描声呐成像换能器300、水深测量传感器600、水温测量传感器和超声波触底探测器800皆位于同一轴线上。
34.壳体100的安装孔和缝隙处都通过密封胶密封，避免渗水，同时内部还设置有渗漏报警装置，一旦进水就立即报警，可以对渗水位置进行修补避免控制板等电路损坏。
35.本实用新型实施例采用竖直的椭圆体结构壳体100，基于“浮漂”原理，使探头可以在水中保持直立，通过壳体100底部的配重棒110避免探头倾斜，保持检测时的稳定，壳体100顶部的零浮力线缆也可以进一步保证传感器探头在水中的稳定性。壳体100上配置有三分量管涌电流异常场测量金属单元500、扫描声呐成像换能器300、水中定位声学发射器400、水深测量传感器600、水温测量传感器、灯光驱鱼装置700和超声波触底探测器800的多种传感器，通过多种传感器的协同作用，极大的提升了检测准确度和定位精度，能够快速准确的找出管涌入口。
36.上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。